Vakumlu güneş enerjisi kolektörü: çalışma prensibi + kendiniz nasıl monte edilir

Sıcak su temini ve mahal ısıtması için önemli miktarda para harcanmaktadır. Ancak alternatif bir enerji kaynağı var - vakumlu güneş kollektörü.Bunu duydun mu? Minimum ısı kaybıyla maksimum ısıtma etkisi sağlayarak konforu korumanın finansal maliyetlerini önemli ölçüde azaltmanıza olanak tanır.

Bu cihazı ev eşyası üreticilerinden satın alabilir veya evde kendiniz monte edebilirsiniz. Doğru modeli seçmek için birçok bilgiyi incelemeniz gerekir. Ana satın alma kriterlerine karar vermenize yardımcı olacağız.

Makalede vakum manifoldunun çalışma prensibi ve tasarımı tartışılacaktır. Çeşitli modellerin tasarım özellikleri hakkında konuşacağız, bu tesislerin artılarını ve eksilerini ele alacağız. Ek olarak, vakumlu güneş kollektörünü kendiniz nasıl yapıp kuracağınızı ayrıntılı olarak anlatacağız.

Malzemeye, vakum manifoldlarının önemli özellikleri ve çalışma prensiplerini öğreneceğiniz videolar eşlik etmektedir.

Vakum ünitesinin çalışma prensibi

Vakumlu güneş kolektörü, geleneksel güneş kollektörlerinden şu açıdan farklılık gösterir: güneş enerjisi işleme. Klasik bir pil yalnızca ışığı alır ve onu elektriğe dönüştürür. Kolektör, içinde vakum oluşturulan cam tüplerden oluşur. Özel yerleştirme üniteleri aracılığıyla tek bir sistemde birleştirilirler.

Her tüpün içinde soğutuculu bir veya iki bakır çubuktan oluşan bir kanal vardır. Güneş ışınlarını yakalayan aktif eleman soğutucu malzemeyi ısıtarak kollektörün çalışmasını sağlar.

Bu tasarım sayesinde, enerji verimliliği seviyesi önemli ölçüde artar ve vakum katmanı, yakalanan güneş enerjisinin yaklaşık% 95'inden tasarruf etmenize olanak sağladığından ısı kaybı önemli ölçüde azalır.

Özel bir evin çatısına yerleştirilen vakumlu güneş enerjisi kolektörü, yıl boyunca sakinlere sıcak su sağlayacak ve soğuk mevsimde, çok fazla para harcamadan odayı rahatça ısıtmanıza olanak sağlayacaktır.

Ek olarak, kolektör verimliliğinin mevsimsellik, ortam sıcaklığı ve şiddetli rüzgar, parçalı bulutluluk, yağış vb. gibi çeşitli hava koşullarına bağımlılığı da azalır.

Vakum tipi manifold nasıl çalışır?

Güneş enerjisini kullanarak odalara ısı ve sıcak su sağlayan modern vakum cihazları teknolojik olarak farklılık göstermektedir.

Kollektörler aşağıdaki türlere ayrılır:

• cam koruyucu kaplaması olmayan boru şeklinde;
• azaltılmış dönüşüme sahip modül;
• standart düz versiyon;
• şeffaf ısı yalıtımlı cihaz;
• hava ünitesi;
• düz vakum manifoldu.

Vakumlu güneş kollektörü yılın herhangi bir zamanında ve her türlü hava koşulunda (+) sıcak su temini ve ısıtma sağlama kapasitesine sahiptir.

Hepsinin ortak bir tasarım benzerliği vardır, dolayısıyla şunlardan oluşur:

• harici şeffaf boru, havanın tamamen dışarı pompalandığı yerden;
• ısıtmalı borusıvı veya gaz halindeki soğutucunun hareket ettiği büyük bir borunun içinde bulunur;
• bir veya iki prefabrik distribütörDaha büyük kalibreli boruların bağlandığı ve içine yerleştirilen ince tüplerden oluşan bir sirkülasyon devresinin girdiği yer.

Tasarımın tamamı, eşi benzeri görülmemiş derecede yüksek düzeyde ısı yalıtımı sağlayan şeffaf duvarlı bir termosu andırıyor. Bu özelliği sayesinde iç tüpün gövdesi verimli bir şekilde ısınma yeteneği kazanır ve enerji kaynağını içeride dolaşan soğutucuya tam olarak aktarır.

Tasarım nüansları ve sınıflandırma

Vakum tipi kolektörler yapıya monte edilen cam tüplerin tipine veya termal kanalların özelliklerine göre sınıflandırılır. Tüpler genellikle koaksiyel ve tüylü tipte olup, ısı kanalları U şeklinde doğrudan akışlı ve ısı borulu tiptedir. .

Koaksiyel tüplerin özellikleri

Koaksiyel tüpler, duvarlar arasında yapay olarak oluşturulmuş bir vakum boşluğuna sahip çift camlı bir termostur. Borunun iç yüzeyi özel bir ısı emici kaplama tabakasına sahiptir, böylece gerçek ısı transferi doğrudan cam ampulün duvarlarından gerçekleşir.

Koaksiyel tüpler, ışık geçirgenliği yüksek, yüksek mukavemetli borosilikat camdan yapılmıştır. Üreticiye bağlı olarak elemanlar üç katmana kadar magnetron püskürtmeye sahiptir, çeşitli atmosferik koşullara (yağmur, dolu vb.) karşı mükemmel güç ve direnç gösterir, 1 MPa basınca dayanır ve 15 yıl boyunca güvenilir bir şekilde hizmet verir.

Emici bir eleman olarak, eter bileşimi içeren bir bakır boru, bir cam boruya lehimlenir. Isıtma işlemi sırasında buharlaşır, ısısını etkili bir şekilde bırakır, yoğunlaşır ve tüpün dibine akar.Döngü daha sonra tekrarlanır, böylece sürekli bir ısı değişim süreci oluşturulur.

Tüy tüplerinin özellikleri

Vakumlu tüy tüpler, koaksiyel olanlardan daha fazla duvar kalınlığına sahiptir ve iki değil, bir şişeden oluşur. Dahili bakır emme elemanı, tüm uzunluğu boyunca dayanıklı bir amplifikatörle donatılmıştır - yüksek düzeyde enerji emici kaplamaya sahip oluklu bir plaka.

Bu tasarım özelliği sayesinde vakum doğrudan termal kanalda bulunur ve bunun bir kısmı emiciyle birlikte doğrudan şişeye entegre edilir.

Tüy vakum tüpünün içinde tüy şeklinde bir plaka bulunur. Verimlilik seviyesi, koaksiyel muadilinin yeteneklerini aşar, ancak önemli ölçüde daha yüksek bir maliyete sahiptir ve ampulün bütünlüğünün hasar görmesi veya ısıtma elemanının arızalanması durumunda değiştirilmesi zordur.

Tüy vakum tüplerinden yapılan kollektörler, sınıflarının en verimlisi olarak kabul edilir, iyi performans gösterir ve uzun yıllar güvenilir hizmet sağlar.

Isı borusunun çalışma prensibi

Isı boruları, kolayca buharlaşan bir sıvı bileşim içeren kapalı tüplerden oluşur. Güneş ışığının etkisiyle ısınır, kanalın üst bölgesine doğru hareket eder ve orada özel bir ısı toplayıcıda (manifold) yoğunlaşır.

Bu anda çalışma sıvısı biriken ısının tamamını bırakır ve işlemi sürdürmek için tekrar aşağıya düşer.

Isı borulu ısı eşanjörü manşonu, 1 borulu ısı eşanjörünün kendisine lehimlenmiş özel bir soket aracılığıyla manifold ısı eşanjörüne bağlanır veya 2 borulu bir ısı eşanjörünün etrafına sarılır.

Isı borusunun çalışma elemanı bakırdan ve daha nadir durumlarda alüminyumdan yapılmıştır. Operasyonel yüklere karşı yüksek direnç gösteren, 15 yıl güvenilir hizmet veren, uygun maliyetli ve modern tüp tipi vakumlu güneş enerjisi sistemlerinin en popüler elemanlarından biridir.

Açığa çıkan enerji, soğutucu tarafından termal rezervuardan alınarak sistem içerisinde daha ileri aktarılır, böylece musluklarda ve radyatörlerde sıcak suyun bulunması sağlanır. Isı borusu sisteminin kurulumu kolaydır ve yüksek çalışma verimliliği gösterir.

Vakumlu ısı borularıyla donatılmış kollektörler iyi düzeyde güvenilirliğe sahiptir ve yalnızca günlük yaşamda değil aynı zamanda yüksek basınçlı güneş enerjisi termal sistemlerinde de kullanıma uygundur.

Herhangi bir zorluk yaşamadan arıza veya arıza durumunda, tüm sistemin yeniden inşasına gerek kalmadan, hasarlı ünitenin yenisi ile değiştirilmesi mümkündür.

Onarım çalışmaları, üniteyi sökmeden ve işe gereksiz çaba harcamadan, doğrudan kollektörün bulunduğu yerde kolayca yapılabilir.

U şeklindeki tek geçişli ısı eşanjörünün açıklaması

Doğrudan akışlı ısı eşanjörünün borusu U harfi şeklindedir. İçeride su veya ısıtma sisteminin çalışma soğutucusu dolaşır. Elemanın bir kısmı soğuk soğutma sıvısı için tasarlanmıştır ve ikincisi zaten ısıtılmış olanı doğru şekilde çıkarır.

Aktif bileşim ısıtıldığında genleşir ve depolama tankına girer, böylece sistemdeki sıvının doğal sirkülasyonu sağlanır. İç duvarlara uygulanan özel seçici kaplama, ısı emme kapasitesini arttırır ve sistemin bir bütün olarak verimliliğini artırır.

Isı borusu tipi borularla karşılaştırıldığında, U şeklindeki ürünler daha yüksek hidrolik dirence sahiptir, soğutucuya daha fazla ihtiyaç duyar ve önemli ölçüde daha pahalıdır. Direkt akışlı U borular üzerinde çalışan kollektörler yüksek basınç altında çalışamazlar ve sadece sıcak mevsimde yüksek kalitede ısı transferi sağlarlar.

U tipi tüpler yüksek performans gösterir ve katı ısı transferi sağlar, ancak önemli bir dezavantajları vardır. Manifold ile tek bir yapı oluştururlar ve her zaman manifoldla birlikte monte edilirler.

Arızalı olan ayrı bir tüpün değiştirilmesi mümkün olmayacaktır. Onarım için tüm kompleksi söküp yerine yenisini koymak gerekecek.

Çeşitli modifikasyonların karşılaştırılması

Güneş enerjisi ünitelerinin imalatında, güneş kolektörlerine yönelik termal kanallar ve vakumlu cam tüpler çeşitli kombinasyonlarda birleştirilir.

Tüketiciler arasında en popüler olanı ısı borulu koaksiyel modellerdir. Alıcılar, cihazların sadık fiyatından ve tüm hizmet ömrü boyunca çok basit, uygun fiyatlı bakımdan etkileniyor.

Isı borusu çalışma kanalına sahip bir vakumlu güneş enerjisi kolektörü kolaylıkla onarılabilir. Hasarlı boruların değiştirilmesi sahada gerçekleştirilir ve sistemin sökülmesini veya başka bir yere taşınmasını gerektirmez. Ancak bu modellerde ısı transferi zordur çünkü çıkış verimliliği %65'i geçmez.

Isı borusu kanallarına sahip vakum cihazları yüksek güvenilirlik gösterir ve yüksek basınçlı güneş enerjisi termal komplekslerinde bile kullanımda herhangi bir kısıtlama yoktur.

Doğrudan akışlı U şeklindeki kanalları içeren koaksiyel şişeye sahip cihazlar da popüler olanlar listesine dahildir. Düşük ısı kaybı ve% 70 ve üzeri verimlilik gibi parametrelerle karakterize edilirler.

Doğru çalışması için U kanallı bir vakum cihazının doğru şekilde kurulması gerekir. Minimum eğim açısının en az 20⁰ olması arzu edilir. Maksimum getiriyi sağlamak ancak bu şekilde mümkün olacaktır

Durum şu nedenlerle biraz bozuluyor: karmaşık bir onarım süreci, çalışma sırasında özel bakım ve hasarlı bir ünitenin değiştirilememesi. Cihaza bir şey olması durumunda sökülüp yerine tamamen yeni bir kolektör konur.

Tüy tüpleri yapısal olarak kalınlaştırılmış, sağlam duvarlara sahip (üreticiye bağlı olarak 2,5 mm ve üzeri) camdan yapılmış tek bir silindirdir. İçerisinde bulunan tüy emici parça, ısı ileten metalden yapılmış çalışma kanalına sıkı bir şekilde oturur.

Cam haznenin içindeki vakum alanı sayesinde neredeyse mükemmel bir yalıtım yaratılır. Emici, emilen ısıyı kayıpsız olarak aktarır ve sisteme %77'ye varan verimlilik sağlar.

Arıza durumunda tüy borularla donatılmış manifoldların onarılması gerekir. Sistemin tamamını değiştirmeye gerek yok; hasarlı üniteyi bulup söküp yerine yenisini koymak yeterli.

Tüy elemanlı modeller koaksiyel olanlardan biraz daha pahalıdır, ancak yüksek verimlilikleri nedeniyle odada tam konfor sağlarlar ve hızlı bir şekilde kendilerini amorti ederler.

En verimli ve üretken olanı, dahili doğrudan akış kanallarına sahip tüylü şişelerdir. Gerçek verimlilikleri bazen %80 gibi rekor seviyelere ulaşıyor.

Tüy boruları çerçeveye takarken, her parçanın çubuğuna halkalı güçlü bir kıvrımlı somun ve ısıya dayanıklı bir conta yerleştirilir. Bu, tüm yapının sızdırmazlığını sağlar ve kolektörün her koşulda tam olarak çalışmasını sağlar.

Ürünlerin fiyatı oldukça yüksektir ve onarımlar sırasında tüm soğutucuyu sistemden boşaltmak ve ancak o zaman sorun gidermeye başlamak gerekir.

Isı toplayıcı nasıl olmalı?

Isı toplayıcı, vakum manifoldunun çok önemli bir çalışma elemanıdır. Bu ünite sayesinde biriken ısı borulardan soğutucuya aktarılır.

Isı toplayıcı cihazın üst kısmında bulunur. Bileşenlerinden biri olan bakır çekirdek, enerjiyi alır ve kapalı bir tank-kollektör ısı eşanjörü sisteminde dolaşan ana soğutucuya aktarır.

Sisteme bağlandığında doğru çalışma garanti edilir. sirkülasyon pompası. Isıtma kompleksini kontrol eden otomasyon, kanallardaki sıcaklık seviyesini net bir şekilde izler ve izin verilen kritik minimumun altına düşerse (örneğin geceleri) pompayı durdurur.

Bu, soğutma sıvısı depolama tankında toplanan sıcak suyun ısısını almaya başladığında geri ısınmayı önlemenizi sağlar.

Vakum tipi toplayıcıların artıları ve eksileri

Ünitelerin ana avantajı, çalışma sırasında neredeyse tamamen ısı kaybının olmamasıdır. Bu, en kaliteli doğal yalıtkanlardan biri olan vakum ortamı ile sağlanır. Ancak avantajların listesi burada bitmiyor.

Cihazların başka belirgin avantajları da var:

• düşük sıcaklıklarda (-30°C'ye kadar) çalışma verimliliği;
• 300°C'ye kadar sıcaklıkları biriktirme yeteneği;
• görünmez spektrum da dahil olmak üzere termal enerjinin mümkün olan maksimum emilimi;
• operasyonel istikrar;
• agresif atmosferik belirtilere karşı düşük duyarlılık;
• farklı yoğunluktaki hava kütlelerini içlerinden geçirebilen boru şeklindeki sistemlerin tasarım özellikleri nedeniyle düşük rüzgar;
• az sayıda açık ve güneşli günlerin olduğu, ılıman ve serin iklime sahip bölgelerde yüksek düzeyde verimlilik;
• temel çalışma kurallarına tabi dayanıklılık;
• onarım için erişilebilirlik ve tüm sistemi değil, yalnızca başarısız bir parçayı değiştirme yeteneği.

Dezavantajları arasında toplayıcıların don, buz, kardan kendi kendini temizleyememesi ve üniteyi evde monte etmek için gerekli bileşenlerin yüksek fiyatı yer alıyor.

Güneş kolektörü, güneş enerjisini neredeyse hiç kayıp olmadan termal enerjiye dönüştürmenizi sağlayan etkili bir cihazdır.

Ünitenin kendin yap montajı

Bir vakum manifoldunun montaj işlemi, çalışma elemanları için bir destek çerçevesinin imalatı ile başlar. Ünite için ayrılan yere hemen monte edilir.

Çerçevenin boyutu ve boyutları tamamen yapılması planlanan modele bağlıdır ve genellikle bileşenlere ilişkin ekteki belgeler arasında bulunan talimatlarda belirtilir.

Kolektörün bitmiş çerçevesi, açık bir pozisyonda duracak ve sallanmayacak şekilde çatıya sabitlenir. Binanın çatısı arduvaz ise, kaplama kirişleri ve büyük kalibreli kalın vidalar kullanın. Diğer çatı kaplama malzemeleri için geleneksel ankrajlar kullanılır

Ayrıca çerçevenin çatı yüzeyiyle buluştuğu yerleri de dolgu macunu ile sabitliyorum, böylece gelecekte deliklerden eve su girmez. Daha sonra depolama tankı kurulum alanına teslim edilir ve çerçevenin üst kısmına vidalarla sabitlenir.

Bir sonraki aşamada ısıtma elemanı, sıcaklık sensörü ve otomatik hava çıkışı monte edilir. Tüm yardımcı bileşenler ve ilgili parçalar birlikte verilen yumuşatıcı pedlerin üzerine yerleştirilir. Sıcaklık sensörünü takmak için lokma anahtar kullanın.

Daha sonra su temini iletişiminin temini düzenlenir. Bu amaçla borular düşük sıcaklıklara dayanıklı ve 95°C sıcaklığa kadar dayanabilen her türlü malzemeden alınır. Kanıtlanmış polipropilen borular ve bağlantı parçaları.

Polipropilen borular, güneş kolektörünü konut tesisat sistemine bağlamak için idealdir. Takviye iyi fiziksel özelliklere ve operasyonel dayanıklılığa sahiptir, uzun yıllar güvenilir bir şekilde hizmet eder ve çatlak veya yırtılma durumunda kolayca değiştirilebilir.

Su kaynağını bağladıktan sonra depolama tankı suyla doldurulur ve sızıntı açısından test edilir. 3-4 saat içerisinde herhangi bir yerde sızıntı bulunursa tamir edilir.

Sonunda ısıtma elemanları monte edilir. Bunu yapmak için bakır boru alüminyum levhaya sarılır ve cam bir vakum tüpüne yerleştirilir. Alttan, şişenin üzerine bir sabitleme kabı ve dayanıklı, esnek kauçuktan yapılmış bir kılıf yerleştirilir.

Borunun üst bakır ucu pirinç kondansatöre kadar itilir. Viskoz termal temas yağı borulardan çıkarılmaz. Kilitleme mekanizmasını brakete takın ve kalan tüm cam tüpleri aynı prensibi kullanarak monte edin.

Borulu güneş kollektörleri, özellikle aktif kar yağışı dönemlerinde düzenli bakım ve zorunlu temizlik gerektirir. Bu basit kurallara uyarsanız, uzun süre çalışacaklar ve tüm hizmet ömürleri boyunca yüksek düzeyde verimlilik sağlayacaklardır.

Yapıya bir montaj bloğu yerleştirilir, 220 voltluk bir güç kaynağı sağlanır ve sisteme üç yardımcı ünite bağlanır - bir ısıtma elemanı, bir havalandırma deliği ve bir sıcaklık sensörü.

Bağlanacak son şey, kompleksi doğru şekilde kontrol etmek için tasarlanmış bir denetleyicidir. Kontrolör menüsüne istenilen çalışma parametreleri girilir ve sistem standart modda başlatılır.

Bir güneş kolektörü inşa etmek için adım adım talimatlar verilmiştir. Bu makale.

Cihaz nasıl doğru şekilde yerleştirilir?

Vakum toplayıcının tam ve etkili bir şekilde çalışabilmesi için yaşam alanına gerekli enerjiyi sağlaması için, onun için en uygun konumu bulmak ve cihazı dünyanın bölgelerine göre doğru bir şekilde yönlendirmek gerekir.

Vakum tipi güneş kollektörleri düz emsallerine göre çok daha pratiktir. Çalışma tüplerinden biri hasar görüp arızalandığında yenisiyle değiştirmek çok kolaydır. Bundan sonra sistem eskisi gibi çalışmaya devam edecektir. Hasar görmüş olanın yerine yeni bir öğeyi koymak için hemen bir fırsat yoksa, bunun bir önemi yoktur. Ünite, elemanı hasarlı olsa bile “görevlerini” yerine getirebilecektir.

Kuzey yarımküredeki yerleşimler için toplayıcının evin çatısının güney kısmına veya sitenin güneşli tarafına yerleştirilmesi önemlidir. Cihazın düzlemi için minimum sapmanın sağlanması tavsiye edilir.

Yüzeyi güneye yönlendirmek mümkün değilse açık alanda batı ve doğu arasında en parlak açıyı seçmelisiniz.

Vakum tipi kolektörün yüksek çalışma verimliliği aynı zamanda ayna prensibiyle çalışması ve termal gücünü güneşin mevcut yüksekliğine göre eşitlemesinden kaynaklanmaktadır.

Güneş enerjisi kompleksi bacalar, dekoratif çatı parçaları, yayılan ağaç dalları ve yüksek konut veya teknik binalarla örtülmemelidir. Bu, çalışma verimliliğini azaltacak ve çalışma elemanlarının ısınma seviyesini azaltacaktır.

Ünite doğru konumlandırıldığı takdirde mevsim ne olursa olsun yıl boyunca hemen hemen aynı ısı transferini sağlayacaktır.

Karmaşık onarım, kurulum ve sıhhi tesisat işlerini yürütme konusunda kapsamlı deneyiminiz yoksa, evde tüpleri vakumlamak mantıksızdır. Bu süreç çok emek yoğundur ve özel bilgi ve özel ekipman gerektirir.

Ek olarak, bağımsız olarak yapılan vakum tipi elemanlar, fabrika parçalarından çok daha düşük bir verime sahiptir. Bu nedenle, ürünleri uzman bir üreticiden satın almak ve ardından evde birkaç bölümü birleştirmeye çalışmak en mantıklısıdır.

Web sitesinde güneş enerjisiyle ısıtma sisteminin düzenlenmesiyle ilgili çeşitli makaleler bulunmaktadır, okumanızı öneririz:

1. Güneş enerjisiyle ısıtma sistemleri: Güneş sistemlerine dayalı ısıtma teknolojilerinin analizi
2. Özel bir evin güneş panelleriyle ısıtılması: diyagramlar ve cihaz
3. Esnek güneş panelleri: türleri, özellikleri + bağlantı özellikleri

Konuyla ilgili sonuçlar ve faydalı videolar

Vakum tüpünün ayrıntılı, ayrıntılı bir açıklaması, çalışma prensibi ve güneş kolektörünün bir bütün olarak işleyişinin özellikleri. Yazar bazı ilginç nüanslardan bahsediyor ve kurulumun gaz kazanına gerçek bir alternatif olabileceğini gösteriyor.

Güneş kolektörünün kışın çalışması hakkında ilginç bilgiler.

Evde kendi ellerinizle vakumlu bir güneş kolektörü nasıl düzgün şekilde kurulur. Sürecin tüm nüansları, öneriler ve faydalı ipuçları.

Borulu vakumlu güneş kolektörünün temel çalışma prensibini bildiğinizden üniteyi kendiniz monte edebilirsiniz. Kurulum tamamen kişisel gereksinimlerinize ve ihtiyaçlarınıza göre uyarlanacaktır.

Bu çok zor bir iş değil ama daha fazla dikkat, titizlik ve belirli beceriler gerektiriyor, aksi takdirde şişenin bütünlüğüne zarar verme ve sızdırmazlığını kırma riski önemli ölçüde artıyor.

Güneş enerjisi kolektörünü seçmek, kurmak veya kendi kendine monte etmekle ilgilenen herkesi yorum bırakmaya ve soru sormaya davet ediyoruz. İletişim formu alt blokta yer almaktadır.